再生水中病原微生物在铜钼矿浮选过程中的迁移特征研究

发布时间：2020-11-06 12:47

　　 针对再生水用于铜钼矿浮选的健康风险,研究了病原微生物在浮选过程中的赋存及界面吸附行为,基于实验测定的接触角和Zeta电位,运用经典DLVO和扩展DLVO(XDLVO)理论获取了病原微生物与矿物颗粒之间的作用能信息,揭示了病原微生物在矿物颗粒表面的吸附机理,利用QMRA方法评估了再生水用于浮选的健康风险,并提出了风险控制措施。获得的主要成果如下:噬菌体MS2、ΦX174、大肠杆菌能够被矿物颗粒迅速吸附,绝大部分病原微生物在磨矿过程被矿物颗粒吸附,其中95%以上的病原微生物被尾矿吸附,粗精矿、中矿对病原体的吸附率不足5%;选矿废水中未检测到病原体,继续用于浮选流程病原微生物感染风险处于可接受水平。病原微生物在矿物颗粒表面的吸附符合XDLVO理论,疏水作用和特异性吸附是影响病原微生物与矿物颗粒吸附的关键因素。矿物颗粒对病原微生物的吸附能力顺序为:ΦX174MS2大肠杆菌,病原微生物-矿物颗粒体系XDLVO作用能垒顺序为:大肠杆菌噬菌体MS2噬菌体ΦX174;由于大肠杆菌表面的胞外聚合物与铜钼矿颗粒的桥连作用,铜钼矿物颗粒对大肠杆菌的不可逆吸附/灭活率明显高于两种噬菌体;提高体系pH值或增加离子强度能使病原微生物和铜钼矿颗粒Zeta电位增加,静电斥力增大导致吸附减弱,pH值从7.5增加到9.5,噬菌体MS2、ΦX174、大肠杆菌浓度衰减分别降低了 38.19%、9.30%、53.70%,吸附速率常数 λ0 分别降低了 26.6%、15.83%、69.10%;缓冲体系中P043-、CO32-与铜钼矿颗粒发生特异性吸附,挤占了铜钼矿颗粒表面的吸附点位导致吸附减弱,由于Ca2+、Mg2+等二价阳离子对负电荷的屏蔽作用,噬菌体MS2、ΦX174、大肠杆菌浓度衰减分别提高了 0.64%、0.5%、35.57%;煤油、PJ053和CaO大大增强了矿物颗粒对病原体的吸附,二号油加入影响不明显。病原微生物定量风险评估结果表明,雨季再生水中粪大肠杆菌浓度明显高于旱季,矿物颗粒中粪大肠杆菌浓度高于浮选用水:暴露剂量为1mL,选矿厂所有岗位粪大肠杆菌单次暴露感染概率均处于可接受水平,矿物颗粒中粪大肠杆菌的年感染概率为0.08～0.33,远高于人体最大接受风险(1.7×10-2),暴露于浮选用水中粪大肠杆菌的年感染概率为0～0.35,处于可接受水平的概率为83%;臭氧氧化处理工艺对粪大肠杆菌的去除高达3～4-1gMPN/L,使用臭氧氧化处理的再生水用于浮选试验,所有岗位暴露于浮选用水和矿物颗粒中粪大肠杆菌的健康风险均处于可接受水平,臭氧氧化处理工艺能同时兼顾再生水的安全卫生和浮选指标,可作为再生水用于浮选时应对大肠杆菌健康风险的处理技术。
【学位单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD95;TD923
【部分图文】：

病毒的实际浓度可能至少低估了?１０倍［ｉｍ，为模拟二级出水中病??毒的真实浓度水平，将稳定塘出水在１２１?°Ｃ、０．１０５?ＭＰａ下灭菌处理２?ｈ，加??入一定量的噬菌体悬液，使其浓度为１０４ＰＦＵ／ｍＬ，按图３－２加药制度完成三??次扫选，分别检测浮选泡沫和三次扫选矿浆中的噬菌体浓度。??原矿??石灰：１．５ｋｇ／ｔ??／?－０．０７４?ｍｍ?６５％??ｍｒＴ?Ｙ??２?ｍｉｎ：：?Ｐｊ－０５３：?ｌＯｇ／ｔ??２?ｍｉｎ?：：煤油：６０ｇ／ｔ??２?ｍｉｎ?：：钼友：５?ｇ／ｔ??２ｍｉｎ：：?２号油：２０ｇ／ｔ??混合粗选??４ｍｉｎ?２ｍｉｎ?＜?煤油：１０?ｇ／ｔ??２?ｍｉｎ?＜?Ｐｊ－０５３：?５?ｇ／ｔ??２?ｍｉｎ?：＝?２?号油：２．５?ｇ／ｔ??粗精矿?扫Ｉ??２．Ｍｎｍ?２ｍｉｎ：（煤油：８?ｇ／ｔ??，ｒ?２?ｍｉｎ?：？?Ｐｊ－０５３：?２．５?ｇ／ｔ??中矿１?扫选Ｉ丨???２．５?ｍｉｎ??２?ｍｉｎ?“煤油：５?ｇ／ｔ??中＋矿２?２?ｍｉｎｘ?ｐｊ－〇５３：?２．５?ｇ／ｔ??扫选ＩＩＩ??２?ｍｉｎ??１?ｒ?▼??中矿３?尾矿??图３－２浮选试验流程图??３．３．２再生水中病毒吸附－解吸附试验??（１）噬菌体悬液的制备??接种环在斜面上挑取少许大肠杆菌菌苔接入盛有５ｍＬ液体培养基的试??管中，混合均匀后置３７°Ｃ培养过夜，在培养好的宿主细菌菌悬液中加入噬菌??体ｌ〇ｎＬ，３７°Ｃ振荡培养１２？２４ｈ，直至试管透亮；半固体琼脂培养基融化放??入水浴冷却至５５°Ｃ，加入５００ｐＬ宿主细菌菌悬液，稍冷却后

岗位职业人群粪大肠杆菌暴露剂量，浮选用水分别采用满洲里市政污水处理??厂二级出水和臭氧氧化处理的再生水。综合现场职业暴露途径和选厂工艺，??分别检测１０个岗位中粪大肠杆菌暴露剂量（图３－３）：高位水池（ＳＰ１）、??尾矿浓缩（ＳＰ２）、混合粗选（ＳＰ３）、扫选Ｉ?（ＳＰ４）、扫选ＩＩ?（ＳＰ５）、扫??选ＩＩＩ?（ＳＰ６）、精选?Ｉ?（ＳＰ７）、精选?１丨（ＳＰ８）、精选ＩＩＩ?（ＳＰ９）、精矿（ＳＰ１０），??再生水选用雨季（７月、８月、９月）和旱季（２月、３月、４月）两组，其中??高位水池为水样，其余点位为水、矿物颗粒混合物。??（２）矿物颗粒中粪大肠杆菌浓度测定??城市中水??原矿???????？ＳＰ１??＜?高位水池＜???Ｚ?－０．０７４?ｍｍ?占?５５％??磨矿ｄ??混合粗选籲ＳＰ３??」、?Ｉ??４?????？?＊ＳＰ７???ｒ、??Ｉ??ｒ、???精选１１丨?丨扫选１丨［??？?ＳＰ４??？?ＳＰ８??ｒ、一???Ｉ?扫选?｜ｌｌ??精选?ｉｉｌ—）?．ＳＰ５???Ｔ、——??＃ＳＰ９?扫选?ＩＩＩ??＿＿??ｉ?Ｉ?—ｉ??？ＳＰ６??？?ＳＰ１０????锏钼精矿??尾矿浓缩??溢流?＾ＳＰ２?????春一粪大肠杆菌采样点?”??尾矿??图３－３铜钼混合浮选闭路流程粪大肠杆菌采样点分布??城市生活污水中病原微生物种类复杂，一一鉴别并不现实，因此研究中??选用检出频率高、研究中常被采用的粪大肠杆菌做为指示菌种进行健康风险??评价。考虑到浮选系统矿物颗粒对粪大肠杆菌的吸附作用

（ａ）噬菌体（ＤＸ１７４；?（ｂ）噬菌体ＭＳ２??图４－１噬菌体浓度对吸附的影响??从图４－１可以看出噬菌体的初始浓度对吸附影响显著，随着噬菌体浓度??的增加，矿物颗粒对噻菌体的吸附率下降，吸附速率减小。噬菌体浓度在？??１０５ＰＦＵ／ｍＬ、？１０６ＰＦＵ／ｍＬ时吸附率达到１００％，吸附随时间变化呈线性关??系；噬菌体浓度在？１０７ＰＦＵ／ｍＬ，噬菌体在３０ｍｉｎ左右达到吸附平衡，噬菌??体０Ｘ１７４、ＭＳ２的衰减分别为２．２８－丨ｇ、２．２２－ｌｇ?ＰＦＵ／ｍＬ；噬菌体初始浓度在？??１０８ＰＦＵ／ｍＬ?噬菌体?＜ＤＸ１７４、ＭＳ２?的衰减分别为?２．０４－ｌｇ、１．９９－ｌｇＰＦＵ／ｍＬ。吸??附速率常数ｂ随着噬菌体初始浓度的增加而降低，衰减阻力系数ａ随着噬菌??体初始浓度的增加而増加（表４－２），初始浓度由？１０５?ＰＦＵ／ｍＬ增加到？??１０８ＰＦＵ／ｍＬ，噬菌体ＭＳ２吸附速率常数由０．６３６下降到０．１８６，降低了??７０．７５％，衰减阻力系数《由０．０１６增加到０．０４９；噬菌体０Ｘ１７４吸附速率常??数Ａ〇由０．６８２下降到０．１９４
【参考文献】

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5 宋志文;孙群;徐爱玲;钱生财;刘伶俐;冯梦雪;;人工湿地中指示与病原微生物动态分布及相关性分析[J];生态学杂志;2013年01期

6 邹文慧;刘咏;周后珍;谭周亮;李旭东;;固定生物膜-活性污泥工艺研究与应用进展[J];水处理技术;2012年04期

7 何晓青;程莉;朱轶;王东红;饶凯峰;;饮用水中病原微生物检测方法与评价标准[J];黑龙江农业科学;2010年07期

8 梁汀;华群伟;张万里;蒋岚岚;席维均;吴黎明;;无锡市锡山区污水处理厂升级改造工程[J];水处理技术;2010年01期

9 王君丽;刘春光;斯东林;樊娟;曹仲宏;;再生水作为景观环境用水的安全评价指标探讨[J];给水排水;2009年S2期

10 李国新;颜昌宙;李庆召;;污水回用技术进展及发展趋势[J];环境科学与技术;2009年01期

本文编号：2873159